中文名 | 電磁波 | 外文名 | Electromagnetic wave |
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別????名 | 電波、電磁輻射、電子煙霧 | 表達(dá)式 | 傳播:c=λf 能量:S=E×H |
提出者 | 詹姆斯·麥克斯韋 | 提出時(shí)間 | 1865年 |
適用領(lǐng)域 | 通信、微波爐、遙控器、望遠(yuǎn)鏡 | 應(yīng)用學(xué)科 | 物理 |
證實(shí)者 | 赫茲 | 粒子形態(tài) | 光子 |
危????害 | 熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和積累效應(yīng) |
電磁波基本簡介
電磁波(又稱電磁輻射)是由同相振蕩且互相容納的電場與磁場在空間中以波的形式移動(dòng),其傳播方向垂直于電 場與磁場構(gòu)成的平面,有效的傳遞能量和動(dòng)量。電磁輻射可以按照頻率分類,從低頻率到高頻率,包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外光、X-射線和伽馬射線等等。人眼可接收到的電磁輻射,波長大約在380至780納米之間,稱為可見光。只要是本身溫度大于絕對(duì)零度的物體,都可以發(fā)射電磁輻射,而世界上并不存在溫度等于或低于絕對(duì)零度的物體。
電磁波(Electromagnetic wave),又稱電磁輻射、電子煙霧,是能量的一種。
電磁波(又稱電磁輻射)是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動(dòng),其傳播方向垂直于電場與磁場構(gòu)成的平面,有效地傳遞能量和動(dòng)量。電磁輻射可以按照頻率分類,從低頻率到高頻率,包括有無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線等等。人眼可接收到的電磁輻射,波長大約在380至780納米之間,稱為可見光。只要是本身溫度大于絕對(duì)零度的物體,都可以發(fā)射電磁輻射,而世界上并不存在溫度等于或低于絕對(duì)零度的物體。因此,人們周邊所有的物體時(shí)刻都在進(jìn)行電磁輻射。盡管如此,只有處于可見光頻域以內(nèi)的電磁波,才是可以被人們看到的。電磁波不需要依靠介質(zhì)傳播,各種電磁波在真空中速率固定,速度為光速。
從科學(xué)的角度來說,電磁波是能量的一種,凡是高于絕對(duì)零度的物體,都會(huì)釋出電磁波。且溫度越高,放出的電磁波波長就越短。 正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣,除光波外,人們也看不見無處不在的電磁波。電磁波就是這樣一位人類素未謀面的“朋友”。
電磁波是電磁場的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。電與磁可說是一體兩面,變化的電場會(huì)產(chǎn)生磁場(即電流會(huì)產(chǎn)生磁場),變化的磁場則會(huì)產(chǎn)生電場。變化的電場和變化的磁場構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場,這就是電磁場,而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波,電磁的變動(dòng)就如同微風(fēng)輕拂水面產(chǎn)生水波一般,因此被稱為電磁波,也常稱為電波。
電磁波首先由詹姆斯·麥克斯韋于1865年預(yù)測出來,而后由德國物理學(xué)家海因里希·赫茲于1887年至1888年間在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)存在。麥克斯韋推導(dǎo)出電磁波方程,一種波動(dòng)方程,這清楚地顯示出電場和磁場的波動(dòng)本質(zhì)。因?yàn)殡姶挪ǚ匠填A(yù)測的電磁波速度與光速的測量值相等,麥克斯韋推論光波也是電磁波。
電磁波頻率低時(shí),主要借由有形的導(dǎo)電體才能傳遞。原因是在低頻的電振蕩中,磁電之間的相互變化比較緩慢,其能量幾乎全部返回原電路而沒有能量輻射出去;電磁波頻率高時(shí)即可以在自由空間內(nèi)傳遞,也可以束縛在有形的導(dǎo)電體內(nèi)傳遞。在自由空間內(nèi)傳遞的原因是在高頻率的電振蕩中,磁電互變甚快,能量不可能全部返回原振蕩電路,于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去,不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量,這就是一種輻射。舉例來說,太陽與地球之間的距離非常遙遠(yuǎn),但在戶外時(shí),我們?nèi)匀荒芨惺艿胶挽汴柟獾墓馀c熱,這就好比是“電磁輻射借由輻射現(xiàn)象傳遞能量”的原理一樣。
電磁波為橫波。電磁波的磁場、電場及其行進(jìn)方向三者互相垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變,其強(qiáng)度與距離的平方成反比,波本身帶動(dòng)能量,任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。
其速度等于光速c(3×10^8m/s)。在空間傳播的電磁波,距離最近的電場(磁場)強(qiáng)度方向相同,其量值最大兩點(diǎn)之間的距離,就是電磁波的波長λ,電磁每秒鐘變動(dòng)的次數(shù)便是頻率f。三者之間的關(guān)系可通過公式c=λf。
電磁波的傳播不需要介質(zhì),同頻率的電磁波,在不同介質(zhì)中的速度不同。不同頻率的電磁波,在同一種介質(zhì)中傳播時(shí),頻率越大折射率越大,速度越小。且電磁波只有在同種均勻介質(zhì)中才能沿直線傳播,若同一種介質(zhì)是不均勻的,電磁波在其中的折射率是不一樣的,在這樣的介質(zhì)中是沿曲線傳播的。通過不同介質(zhì)時(shí),會(huì)發(fā)生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌ǎ€有從空中傳播的空中波以及天波。波長越長其衰減也越少,電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。 機(jī)械波與電磁波都能發(fā)生折射、反射、衍射、干涉,因?yàn)樗械牟ǘ季哂胁上笮?。折射、反射屬于粒子性?衍射、干涉為波動(dòng)性。
電磁波的能量大小由坡印廷矢量決定,即S=E×H,其中s為坡印廷矢量,E為電場強(qiáng)度,H為磁 場強(qiáng)度。E、H、S彼此垂直構(gòu)成右手螺旋關(guān)系;即由S代表單位時(shí)間流過與之垂直的單位面積的電磁能,單位是W/m²。
電磁波具有能量,電磁波是一種物質(zhì)。
從科學(xué)的角度來說,電磁波是能量的一種,屬于一種波,就像機(jī)械波,引力波和物質(zhì)波(概率波)一樣,凡是高于絕對(duì)零度的物體,都會(huì)釋出電磁波,且溫度越高,放出的電磁波頻率就越高,波長就越短,這種電磁波稱之為黑體輻射。正像人們一直生活在空氣中而眼睛卻看不見空氣一樣,除光波外,人們也看不見無處不在的其他電磁波。
電磁場包含電場與磁場兩個(gè)方面,分別用電場強(qiáng)度E(或電位移D)及磁通密度B(或磁場強(qiáng)度H)表示其特性。按照麥克斯韋的電磁場理論,這兩部分是緊密相依的。時(shí)變的電場會(huì)引起磁場,時(shí)變的磁場也會(huì)引起電場。電磁場的場源隨時(shí)間變化時(shí),其電場與磁場互相激勵(lì)導(dǎo)致電磁場的運(yùn)動(dòng)而形成電磁波。電磁波的傳播速度與光速相等,在自由空間中,為c=299792458m/s≈3×108m/s。電磁波的行進(jìn)還伴隨著功率的輸送。
電磁輻射量與溫度有關(guān),通常高于絕對(duì)零度的物質(zhì)或粒子都有電磁輻射,溫度越高輻射量越大,頻率越高,波長越短,但大多不能被肉眼觀察到。
電磁波有三大屬性,即振幅(強(qiáng)度、光強(qiáng))、頻率(波長)和波形(頻譜分布),對(duì)于可見光而言,這三者分別對(duì)應(yīng)光顏色的明度,色相和色度,對(duì)于單一頻率的電磁波而言,還有初相位的概念,其波形為正弦曲線(余弦曲線),稱之為正弦波(余弦波),電磁波的波形越接近正弦波,其頻譜越純粹,單色性越好,典型的例子就是激光。
電磁波的一個(gè)重要屬性是頻率,它可以決定電磁波的各種性質(zhì),但是描述電磁波的頻率,不一定必須用頻率本身,還可以是和頻率有關(guān)的物理量,常用的有波長(如果不做任何說明,則默認(rèn)指真空中的波長,與頻率是唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系,成反比)、光子能量(與頻率成正比)、波數(shù)(波長的倒數(shù),與頻率成正比,默認(rèn)為真空中的波長)和周期(與頻率成反比)等。
物理量符號(hào)
頻率→f或ν(希臘字母紐,不是英文字母v,多用于量子力學(xué)),波長→λ,光子能量→E,波數(shù)→k(光譜學(xué)中多用σ和ν),周期→T,光速→c(真空中)或v(介質(zhì)中)(波長λ,波數(shù)k,光速c都默認(rèn)指真空中的)
定義式:f=1/T,λ=c/f(=c/ν),E=hf(=hν),k=1/λ
和電磁波有關(guān)的各個(gè)物理量之間的換算
f(=ν)=c/λ=1/T=E/h=ck
λ=c/f(=c/ν)=cT=hc/E=1/k
E=hf(=hν)=hc/λ=hck=h/T
k=1/λ=f/c(=ν/c)=E/hc=1/cT
T=1/f(=1/ν)=λ/c=1/ck=h/E
電磁波在真空中的傳播速度(波速)為一定值,即(真空中)光速,記為c,c=299792458m/s,電磁波既可以在真空中傳播,也可以在介質(zhì)中傳播,不過在介質(zhì)中波速會(huì)降低,一般情況下,電磁波在氣體、液體、固體中波速依次降低。介質(zhì)對(duì)某一電磁波的折射率n等于真空中光速c除以該電磁波在介質(zhì)中的速度v,真空的折射率為1,氣體的折射率略大于1,液體、固體中的折射率大于1,折射率越大,介質(zhì)中波速越小。一般情況下,在同種介質(zhì)中,電磁波的頻率越高(波長越短),折射率越大,波速越低,如在同種介質(zhì)中,紫光的折射率比紅光大(紫光的頻率比紅光高,波長比紅光短)。
一切電磁波都具有波粒二象性,其粒子形態(tài)稱為光子,電磁波與光子不是非黑即白的關(guān)系,而是根據(jù)實(shí)際研究的不同,其性質(zhì)所體現(xiàn)出的兩個(gè)側(cè)面,它們是并存的,你中有我,我中有你。對(duì)于機(jī)械波和引力波而言,也有它們對(duì)應(yīng)的粒子形態(tài)——聲子和引力子,其中聲子為準(zhǔn)粒子,需要介質(zhì)的存在,而引力子可能和光子一樣為玻色子,只不過目前還沒被人們所觀測到,屬于一種假想粒子。根據(jù)量子力學(xué)理論,實(shí)物粒子也有波動(dòng)性,這種波稱作物質(zhì)波,或德布羅意波。
波動(dòng)性和粒子性的強(qiáng)弱取決于頻率和波長,無線電波以波動(dòng)性為主,粒子性極其微弱;微波波動(dòng)性較強(qiáng),也存在一定的粒子性;紅外線、可見光和紫外線波動(dòng)性和粒子性均比較明顯,處于波動(dòng)性和粒子性的過渡地帶;X射線雖然也可以發(fā)生衍射現(xiàn)象(X射線顯微鏡),但波動(dòng)性較弱,粒子性比較明顯(康普頓效應(yīng)),電離能力強(qiáng);伽馬射線以粒子性為主,電離能力極強(qiáng),波動(dòng)性極其微弱。
電磁場是物質(zhì)的特殊形式,它具有一般物質(zhì)的主要屬性,如質(zhì)量、能量、動(dòng)量等??陀^上永遠(yuǎn)存在著與觀察條件無關(guān)的統(tǒng)一的電磁場,把它分成電場與磁場兩部分是相對(duì)的,是與試驗(yàn)條件有關(guān)的。
球面波、柱面波與平面波 對(duì)于隨時(shí)間作正弦變化的電磁波,按照其電場強(qiáng)度E與磁場強(qiáng)度H的等相面(即波前面)為球面、柱面或平面的不同情況,電磁波又有球面波、柱面波與平面波之分。
橫電磁波、橫電波與橫磁波 其電場與磁場都在垂直于傳播方向的平面上的電磁波,稱為橫電磁波,簡稱TEM波。在垂直于波的傳播方向平面上只含電場的電磁波稱為橫電波,簡稱TE波。在垂直于波的傳播方向的平面上只含磁場的電磁波稱為橫磁波,簡稱TM波。
電磁波譜 按正弦電磁波在自由空間中的波長λ或頻率f(λf=c=299792458m/s≈3×108m/s)的順序排列而成的表稱為電磁波頻譜。為了方便,常把波譜分成頻段或波段,如表所示。300GHz以上,便依次進(jìn)入遠(yuǎn)紅外、可見光、x射線和γ射線區(qū)域了。
電磁波的頻率范圍可以從無限接近于0Hz(波長接近于無窮長,考慮到可觀測宇宙的直徑,則頻率最低約為3.4×10-19Hz,對(duì)應(yīng)波長約930億光年),到普朗克頻率1.85×1043Hz(波長等于普朗克長度),其中人類技術(shù)所能探測到的頻率范圍在10-2~1035Hz之間,從極低頻(極長波,用于探地工程)的10-2Hz(0.01Hz),到極高頻(極短波,超高能宇宙射線)的1035Hz。電磁波按頻率和波長劃分,頻率從低到高(波長從長到短)可分為無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線,人眼所能看到的電磁波——可見光,只是其中很小的一部分。電磁波頻率的國際單位是赫茲(Hz),常用的頻率單位還有毫赫茲(mHz,10-3Hz)、千赫茲(kHz,103Hz)、兆赫茲(MHz,106Hz)、吉赫茲(GHz,109Hz)、太赫茲(THz,1012Hz)、拍赫茲(PHz,1015Hz)、艾赫茲(EHz,1018Hz)、澤赫茲(ZHz,1021Hz)和堯赫茲(YHz,1024Hz)等。廣播所使用的電磁波頻率在105~108Hz量級(jí),電視所使用的電磁波頻率在107~108Hz量級(jí),手機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)所使用的電磁波頻率在108~109Hz量級(jí),光纖通信所使用的電磁波頻率在1014Hz量級(jí)。
從科學(xué)的角度來說,電磁波是能量的一種,凡是能夠釋出能量的物體,都會(huì)釋出電磁波。 電與磁可說是一體兩面,變動(dòng)的電會(huì)產(chǎn)生磁,變動(dòng)的磁則會(huì)產(chǎn)生電。電磁的變動(dòng)就如同微風(fēng)輕拂水面產(chǎn)生水波一般,因此被稱為電磁波,...
從科學(xué)的角度來說,電磁波是能量的一種,凡是能夠釋出能量的物體,都會(huì)釋出電磁波。產(chǎn)生: 電磁波是電磁場的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。電與磁可說是一體兩面,變動(dòng)的電會(huì)產(chǎn)生磁,變動(dòng)的磁則會(huì)產(chǎn)生電。變化的電場和變化的磁場...
電磁波的波速也就是光速光速定義值:c=299792458m/s光速計(jì)算值:c=(299792.50±0.10)km/s一般都的以3*10^8m/s。
與機(jī)械波(如聲波、水波和繩波)和引力波相似,電磁波具有波的性質(zhì)??梢园l(fā)生折射等現(xiàn)象。它的速度、波長、頻率之間滿足關(guān)系式:
傳播速度=波長×頻率。
電磁波在空氣中的傳播速度為光速,波長λ=299.792458/頻率F(GHz)mm≈300/頻率F(GHz)mm。從同步衛(wèi)星到地球的傳播時(shí)間大約1/8秒。
c=λf
c:波速(光速是一個(gè)常量,真空中等于299792458m/s,約等于3×108m/s) 單位:m/s
f:頻率(單位:Hz,1MHz=1000kHz=1×106Hz)
λ:波長(單位:m)
真空中電磁波的波速為c,它等于波長λ和頻率f的乘積
真空中電磁波傳播的速度c—大約30萬千米每秒,是宇宙間物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最快速度。c是物理學(xué)中一個(gè)十分重要的常數(shù),目前公認(rèn)的數(shù)值是:
c=299792.458km/s≈3×108m/s
電磁波頻率的單位也是赫茲(Hz)。但常用的單位是千赫(KHz)和兆赫(MHz)。
電磁波具有能量,電磁波是一種物質(zhì),由電場和磁場共同組成,但沒有質(zhì)量。
電磁波的能量大小由坡印廷矢量決定,即S=E×H,其中S為坡印廷矢量,E為電場強(qiáng)度,H為磁場強(qiáng)度。E、H、S彼此垂直構(gòu)成右手螺旋關(guān)系;即由S代表單位時(shí)間流過與之垂直的單位面積的電磁能,單位是W/m2。
電磁波由電場分量E和磁場分量H構(gòu)成,電場分量與磁場分量的方向總是相互垂直,相位相同,電磁波的電場分量稱作電波,磁場分量稱作磁波,不過有時(shí)候電磁波可以直接簡稱為電波。對(duì)于單一頻率的電磁波,其波形為正弦曲線(余弦曲線),稱之為正弦波(余弦波),因此正弦函數(shù)是研究電磁波的基本工具,可以極大地簡化公式計(jì)算,任何頻譜復(fù)雜的電磁波,都可以由不同頻率的正弦電磁波疊加而成,將復(fù)雜電磁波分解為不同頻率或不同波長的電磁波的常用方法是傅里葉變換。
電場分量和磁場分量的能量總是相互轉(zhuǎn)換,因此電磁波的能量(電磁能)實(shí)際上是由電場能量(電能)和磁場能量(磁能)共同組成,且兩者能量在任何時(shí)刻均相等,為總能量的一半。電磁波在單位時(shí)間內(nèi)傳遞的能量稱作功率,電能和磁能對(duì)時(shí)間求導(dǎo)即為電場和磁場的瞬時(shí)功率,電場功率與電場強(qiáng)度的平方成正比,磁場功率和磁場強(qiáng)度的平方成正比,且二者大小均符合正弦函數(shù)的變化,只不過其變化頻率為電磁波本身頻率的2倍,電磁波的瞬時(shí)功率為電場瞬時(shí)功率與磁場瞬時(shí)功率的和,恒為電場瞬時(shí)功率或磁場瞬時(shí)功率的2倍。通常將功率在一個(gè)周期上求積分并取平均值,這樣求得的功率稱作平均功率。
電磁波的電場強(qiáng)度E和磁場強(qiáng)度H所能達(dá)到的最大絕對(duì)值稱作電磁波的最大值或振幅,電磁波的振幅分為電場振幅和磁場振幅,單位分別為V/m和A/m,二者均可以表征電磁波的強(qiáng)度,不過實(shí)際應(yīng)用中更多選用電場強(qiáng)度作為電磁波振幅的表示方法。此外還有用電位移(電感應(yīng)強(qiáng)度)D和磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表示電磁波的振幅的方法,單位則分別為C/m2和T(即Wb/m2)。電磁波的強(qiáng)度用(平均)能流密度S(或I,單位時(shí)間內(nèi)單位面積上所傳輸?shù)哪芰浚﹣肀碚?,單位為W/m2,能流密度對(duì)應(yīng)的矢量稱為坡印廷矢量S,S的方向與E、H垂直且構(gòu)成右手螺旋關(guān)系,大小為E和H大小的乘積。能流密度與電場強(qiáng)度或磁場強(qiáng)度的平方成正比,所以振幅(電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度)也可以用來刻畫電磁波的強(qiáng)度,只不過與其實(shí)際強(qiáng)度呈平方根正比的關(guān)系。
為了簡化運(yùn)算,常常把電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度用與之功率等價(jià)的直流分量強(qiáng)度來表示,稱之為電場分量和磁場分量的有效值,電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度的有效值Er和Hr均為其最大值(振幅)的1/√2倍,即Er=E/√2,Hr=H/√2。
記電場強(qiáng)度為E,磁場強(qiáng)度為H,電位移(電感應(yīng)強(qiáng)度)為D,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B(最大值均加下標(biāo)0區(qū)分),角頻率(頻率的2π倍)為ω,初相位為φ0,則有:
電磁波的波速:
整理得:
則
記Z為介質(zhì)的特性阻抗,則有
則
因此在給定的介質(zhì)中(ε和μ已知),只要知道E、H、D、B四個(gè)量中的一個(gè)量,我們就可以通過(1)(2)(3)(4)(5)(6)這六個(gè)式子中和已知的這個(gè)量有關(guān)的三個(gè)式子,推導(dǎo)出另外三個(gè)量的值。換句話說,在某種介質(zhì)中,只要確定了E、H、D、B四個(gè)量中的一個(gè)量,另外三個(gè)量就唯一確定了。例如:已知E的情況下,有:
下面我們來推導(dǎo)電磁波的能流密度的計(jì)算公式:
電場強(qiáng)度變化函數(shù):
磁場強(qiáng)度變化函數(shù):
電場瞬時(shí)能量密度計(jì)算公式:
磁場瞬時(shí)能量密度計(jì)算公式:
其中
電磁場的能量密度為電場和磁場能量密度的和,則電磁場的瞬時(shí)能量密度:
電場平均能量密度計(jì)算公式:
磁場平均能量密度計(jì)算公式:
電磁場的平均能量密度:
記
最終我們可以得到電磁波的(平均)能流密度S,即強(qiáng)度I,與振幅的關(guān)系。先記坡印廷矢量大小的最大值為S0,則能流密度的平均值
電磁波的能流密度S(強(qiáng)度I)與電場強(qiáng)度E的關(guān)系:
電磁波的能流密度S(強(qiáng)度I)與磁場強(qiáng)度H的關(guān)系:
電磁波的能流密度S(強(qiáng)度I)與電位移(電感應(yīng)強(qiáng)度)D的關(guān)系:
電磁波的能流密度S(強(qiáng)度I)與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系:
由于使用電場強(qiáng)度E表示振幅,可以使強(qiáng)度和振幅的關(guān)系式變得更加簡單(因?yàn)橹恍枰胍粋€(gè)參數(shù),即特性阻抗Z,而特性阻抗是介質(zhì)的一個(gè)重要屬性,意義比較明顯),且電場相比磁場更容易研究,此外在電磁波的各種現(xiàn)象中,大多數(shù)都是電場分量起到主導(dǎo)作用,而不是磁場分量,而使用電場強(qiáng)度刻畫電場分量最為簡潔,所以多數(shù)科學(xué)家會(huì)使用電場強(qiáng)度E作為電磁波振幅的表征量,來計(jì)算電磁波強(qiáng)度與振幅的關(guān)系。在物理學(xué)中,如果不做任何說明的條件下,電磁波的振幅通常指的是電場強(qiáng)度E的振幅。使用上面的公式計(jì)算時(shí),使用國際單位制進(jìn)行計(jì)算,則電磁波的振幅,即電場強(qiáng)度E0(或電場強(qiáng)度的有效值E)的單位為V/m,電磁波強(qiáng)度S(I)的單位為W/m2,介質(zhì)特性阻抗Z的單位為Ω。
問題:真空中有一束電磁波的強(qiáng)度為
解:已知電磁波的強(qiáng)度
真空特性阻抗
則電磁波的電場強(qiáng)度振幅
電磁波的磁場強(qiáng)度振幅
電磁波的電位移(電感應(yīng)強(qiáng)度)振幅
電磁波的磁感應(yīng)強(qiáng)度振幅
電磁波譜
按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來,就是電磁波譜。如果把每個(gè)波段的頻率由低至高依次排列的話,它們是工頻電磁波、無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。以無線電的波長最長,宇宙射線的波長最短。
?無線電波 3000米~0.3毫米。(微波0.1~100厘米)
紅外線 0.3毫米~0.75微米。(其中:近紅外為0.76~3微米,中紅外為3~6微米,遠(yuǎn)紅外為6~15微米,超遠(yuǎn)紅外為15~300微米)
可見光 0.7微米~0.4微米。
紫外線 0.4微米~10納米
X射線 10納米~0.1納米
γ射線 0.1納米~ 1皮米
高能射線小于 1皮米
傳真(電視)用的波長是3~6米;雷達(dá)用的波長更短,3米到幾毫米。
降低電磁波的不良影響,就必須養(yǎng)成自我防范的習(xí)慣。一般電器行都有販?zhǔn)邸鸽姶挪y試筆」,可以輕易測出電磁波的強(qiáng)度,只要超過標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)發(fā)出警訊,使用者就應(yīng)遠(yuǎn)離被測物直至警訊消失為止。
要測知電氣產(chǎn)品是否有輻射或電磁波,也可以采取比較簡便的方式,就是利用家用、小型可接收AM(調(diào)幅)頻道的收音機(jī),打開后將頻道調(diào)在沒有廣播的地方,并且靠近所要測量的 電視、冰箱、微波爐或電腦等家電用品,如果發(fā)現(xiàn)收音機(jī)所傳出的 噪音突然變大,說明該電器周圍有較強(qiáng)的電磁輻射。走出一段距離后,噪聲就會(huì)恢復(fù)原來較小的噪音量;如此即可測出「安全」距離來。
不同的電器也有不同的防范辦法,像電腦用過最好只關(guān)熒幕不關(guān)機(jī),電腦螢?zāi)桓膿Q成液晶熒幕;接聽手機(jī)時(shí),手機(jī)最好不要放在腰間或褲子口袋中,而應(yīng)該用手持或放置于距離人體五十公分處;購買住宅則在遠(yuǎn)離變電設(shè)備及基地臺(tái)設(shè)置地點(diǎn)。
1993 年瑞典北歐三國研究調(diào)查公布,受到2mG 以上電磁輻射影響,罹患白血病的機(jī)會(huì)是正常人的 2.1 倍,罹患腦腫瘍的機(jī)會(huì)是正常人的1.5 倍,以上資料摘自日本1996.3 出版SAPIO 雜志。
(4-1), 專家建議:
防止電磁波的10 大對(duì)策 | 原 因 說 明 |
1.盡量遠(yuǎn)離電化制品 | 距離愈遠(yuǎn),電磁波的強(qiáng)度愈小,對(duì)人體的危害就越小。 |
2.無法遠(yuǎn)離時(shí)要盡量縮短使用時(shí)間 | 再強(qiáng)的電磁波,時(shí)間愈短,影響愈小。 |
3.選用電磁波小的制品 | 電燈泡比日光燈小,無線電話比行動(dòng)電話小 |
4.與其選用大型,盡量選用小型 | 同種的家電制品,大型的不但耗電量高,電磁波也強(qiáng)。 |
5.年輕人要特別注意 | 細(xì)胞分裂正值旺盛的年輕人容易受影響,孕婦特別要注意。 |
6.要曉得測定出的安全距離 | 廠家的電磁波數(shù)字不準(zhǔn),要明確的測出才好。 |
7.注意后方及兩側(cè) | 電視機(jī)與個(gè)人電腦的后方及兩側(cè)所釋出的電磁波極強(qiáng)。 |
8.插頭不用的時(shí)候要拔掉 | 插頭插著的時(shí)候,大多數(shù)的電磁波即會(huì)釋出。 |
9.睡覺時(shí)要特別注意 | 睡覺時(shí)間通常很長,即使微量的曝露其影響也會(huì)很大 |
10.改變非依賴電不可的心態(tài) | 電化制品環(huán)繞著的生活,曝露于電磁波的機(jī)會(huì)乃大增。 |
其實(shí)并不是任何電磁輻射對(duì)人體都有影響,只要強(qiáng)度不大,對(duì)人體就沒有多少危害。至于市場上賣的防電磁輻射的產(chǎn)品,大多沒有任何作用,大家不要上當(dāng)受騙。切記,屏蔽電磁波的方法只有用金屬網(wǎng)或金屬板,要么就用厚的混凝土或泥土來吸收。如果無法屏蔽強(qiáng)度較強(qiáng)的電磁波,讓你不受影響唯一方式就是遠(yuǎn)離輻射源,因?yàn)殡姶挪ǖ膹?qiáng)度和距離的平方成反比,即距離為原來兩倍,強(qiáng)度就降低為原來四分之一。
1864年,英國科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在,推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度。
1887年,德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。之后,1898年,馬可尼又進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn),不僅證明光是一種電磁波,而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波,它們的本質(zhì)完全相同,只是波長和頻率有很大的差別。
廣義的電磁輻射通常是指電磁波頻譜而言,包括無線電波,可見光,伽馬射線等各種電磁波。狹義的電磁輻射是指電器設(shè)備所產(chǎn)生的輻射波,這些輻射波的波段通常是在紅外線以下部分(波長較長)。
電磁輻射是傳遞能量的一種方式,輻射種類可分為三種:
游離輻射
有熱效應(yīng)的非游離輻射
無熱效應(yīng)的非游離輻射
基地臺(tái)電磁波絕非游離輻射波
主要機(jī)理
電磁輻射危害人體的機(jī)理主要是熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)和積累效應(yīng)等。
熱效應(yīng)
人體是一個(gè)導(dǎo)體,像所有導(dǎo)體一樣,人體受到無線電流和微波輻射后,會(huì)產(chǎn)生電流,從而引起人體發(fā)熱。一般來說,我們所處的空間中的無線電波和微波是比較弱的,引起的發(fā)熱非常小,完全可以忽略。
太陽所發(fā)出的紅外線和可見光是自然界中最強(qiáng)的電磁輻射,也是我們所處的環(huán)境中最強(qiáng)的電磁輻射源,紅外線和可見光可以在人體的表層引起發(fā)熱。
非熱效應(yīng)
人體的器官和組織都存在微弱的電磁場,它們是穩(wěn)定和有序的,一旦受到外界某些頻率電磁波的干擾,處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場可能遭到破壞,從而對(duì)人體的機(jī)能產(chǎn)生影響。
哪些頻率的電磁波能產(chǎn)生干擾,這些干擾對(duì)人體有多大的影響,都需要進(jìn)一步的研究。
累積效應(yīng)
太陽除了向外輻射紅外線和可見光外,還會(huì)輻射大量的能量較高的紫外線,這些紫外線對(duì)人體也是有益的,但過強(qiáng)的紫外線會(huì)灼傷皮膚,還有可能誘發(fā)皮膚癌。
X射線、伽馬射線屬于高能電磁輻射,能夠直接破壞人體內(nèi)分子的分子結(jié)構(gòu),包括蛋白質(zhì)、DNA等的結(jié)構(gòu),從而引起人體發(fā)生病變,并且會(huì)引起各種癌癥。
高能電磁輻射對(duì)人體的傷害尚未來得及自我修復(fù)之前再次受到輻射的話,其傷害程度就會(huì)發(fā)生累積,久之會(huì)成為永久性病態(tài)或危及生命。對(duì)于長期接觸高能電磁波輻射的群體,即使功率較小,頻率較低,也有可能誘發(fā)想不到的病變,應(yīng)引起警惕!
有科學(xué)家經(jīng)過長期研究證明:長期接受電磁輻射會(huì)造成人體免疫力下降、新陳代謝紊亂、記憶力減退、提前衰老、心率失常、視力下降、聽力下降、血壓異常、皮膚產(chǎn)生斑痘、粗糙,甚至導(dǎo)致各類癌癥等;男女生殖能力下降、婦女易患月經(jīng)紊亂、流產(chǎn)、畸胎等癥。但是暫時(shí)未經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,也無大規(guī)模的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)證實(shí)存在必然聯(lián)系
具有防電磁波輻射危害的食物有:綠茶、海帶、海藻、裙菜、Va、Vc、Vb1.卵磷脂、豬血、牛奶、甲魚、蟹等動(dòng)物性優(yōu)質(zhì)蛋白等。
1、對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的危害
神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)電磁輻射的作用很敏感,受其低強(qiáng)度反復(fù)作用后,中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能發(fā)生改變,出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群,主要表現(xiàn)有頭痛,頭暈,無力,記憶力減退,睡眠障礙(失眠,多夢或嗜睡),白天打瞌睡,易激動(dòng),多汗,心悸,胸悶,脫發(fā)等,尤其是入睡困難,無力,多汗和記憶力減退更為突出、這些均說明大腦是抑制過程占優(yōu)勢、所以受害者除有上述癥候群外,還表現(xiàn)有短時(shí)間記憶力減退,視覺運(yùn)動(dòng)反應(yīng)時(shí)值明顥延長;手腦協(xié)調(diào)動(dòng)作差,表現(xiàn)對(duì)數(shù)字劃記速度減慢,出現(xiàn)錯(cuò)誤較多、
2、對(duì)機(jī)體免疫功能的危害
使身體抵抗力下降、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和對(duì)人群受輻射作用的研究和調(diào)查表明,人體的白血球吞噬細(xì)菌的百分率和吞噬的細(xì)菌數(shù)均下降、此外受電磁輻射長期作用的人,其抗體形成受到明顯抑制、
3、對(duì)心血管系統(tǒng)的影響
受電磁輻射作用的人,常發(fā)生血液動(dòng)力學(xué)失調(diào),血管通透性和張力降低、由于植物神經(jīng)調(diào)節(jié)功能受到影響,人們多以心動(dòng)過緩癥狀出現(xiàn),少數(shù)呈現(xiàn)心動(dòng)過速、受害者出現(xiàn)血壓波動(dòng),開始升高,后又回復(fù)至正常,最后出現(xiàn)血壓偏低;心電圖出現(xiàn)R T 波的電壓下降,這是迷走神經(jīng)的過敏反應(yīng),也是心肌營養(yǎng)障礙的結(jié)果;P"para" label-module="para">
4、對(duì)血液系統(tǒng)的影響
在電磁輻射的作用下,周圍血像可出現(xiàn)白血球不穩(wěn)定,主要是下降傾向,白血球減少、紅血球的生成受到抑制,出現(xiàn)網(wǎng)狀紅血球減少、對(duì)操縱雷達(dá)的人健康調(diào)查結(jié)果表明,多數(shù)人出現(xiàn)白血球降低、此外,當(dāng)無線電波和放射線同時(shí)作用人體時(shí),對(duì)血液系統(tǒng)的作用較單一因素作用可產(chǎn)生更明顯的傷害、
5、對(duì)生殖系統(tǒng)和遺傳的影響
長期接觸超短波發(fā)生器的人,可出現(xiàn)男人性機(jī)能下降,陽萎,女人出現(xiàn)月經(jīng)周期紊亂。由于睪丸的血液循環(huán)不良,對(duì)電磁輻射非常敏感,精子生成受到抑制而影響生育;使卵細(xì)胞出現(xiàn)變性,破壞了排卵過程,而使女性失去生育能力。
高強(qiáng)度的電磁輻射可以產(chǎn)生遺傳效應(yīng),使睪丸染色體出現(xiàn)畸變和有絲分裂異常、妊娠婦女在早期或在妊娠前,接受了短波透熱療法,結(jié)果使其子代出現(xiàn)先天性出生缺陷(畸形嬰兒)、
6、對(duì)視覺系統(tǒng)的影響
眼組織含有大量的水份,易吸收電磁輻射功率,而且眼的血流量少,故在電磁輻射作用下,眼球的溫度易升高、溫度升高是造成產(chǎn)生白內(nèi)障的主要條件,溫度上升導(dǎo)玫眼晶狀體蛋白質(zhì)凝固,可見光和紫外線對(duì)人眼睛的傷害不言而喻,此外,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為,較低強(qiáng)度的微波長期作用,可以加速晶狀體的衰老和混濁,導(dǎo)致視線變黃,并有可能使有色視野縮小和暗適應(yīng)時(shí)間延長,造成某些視覺障礙、此外,長期低強(qiáng)度電磁輻射的作用,可促使視覺疲勞,眼感到不舒適和眼感干燥等現(xiàn)象
7、電磁輻射的致癌和致癌作用
大部份實(shí)驗(yàn)動(dòng)物經(jīng)微波作用后,可以使癌的發(fā)生率上升、一些微波生物學(xué)家的實(shí)驗(yàn)表明,電磁輻射會(huì)促使人體內(nèi)的(遺傳基因),微粒細(xì)胞染色體發(fā)生突變和有絲分裂異常,而使某些組織出現(xiàn)病理性增生過程,使正常細(xì)胞變?yōu)榘┘?xì)胞、美國駐國外一大使館人員長期受到微波竊聽所發(fā)射的高度電磁輻射的作用,造成大使館人員白血球數(shù)上升,癌發(fā)生率較正常人為高、又如受高功率遠(yuǎn)程微波雷達(dá)影響下的地區(qū),經(jīng)調(diào)查,當(dāng)?shù)匕┗颊呒痹?、微波?duì)人體組織的致熱效應(yīng),不僅可以用來進(jìn)行理療,還可以用來治療癌癥,使癌組織中心溫度上升,而破壞了癌細(xì)胞的增生、
除上述的電磁輻射對(duì)健康的危害外,它還對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng),視覺,聽覺,物質(zhì)代謝,組織器官的形態(tài)改變,均可產(chǎn)生不良影響。
在處于安全級(jí)的電磁環(huán)境下,如果長期幻想電磁波會(huì)對(duì)自己的健康造成損害,必然會(huì)因?yàn)榫駢毫^大產(chǎn)生焦慮、恐懼、煩悶等心理問題,進(jìn)而影響內(nèi)分泌,直至影響到自身健康。所以正確認(rèn)識(shí)電磁波的產(chǎn)生的原因和其可能造成的危害、并掌握如何降低或避免生活中常見的電磁波的影響是很有必要的。
只要不是處于絕對(duì)零度(攝氏溫標(biāo)零下273.15攝氏度)的物體均會(huì)向外界輻射電磁波,絕對(duì)零度在自然界里是不可能達(dá)到的,所以電磁波是無處不在的。所以在普通環(huán)境下電磁波(電磁波能級(jí)未超過相應(yīng)頻率的限值)并不會(huì)對(duì)我們的健康產(chǎn)生危害,但是長期暴露于高能級(jí)電磁波(電磁波能級(jí)超過相應(yīng)頻率的限值)的環(huán)境下會(huì)對(duì)我們的健康造成損害。
電磁輻射超標(biāo)報(bào)警器(具有一定頻率響應(yīng)范圍),可以測出一定頻率范圍的電磁波的強(qiáng)度,只要超過該頻率規(guī)定的電磁輻射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)發(fā)出警訊,使用者就應(yīng)遠(yuǎn)離被測物直至警訊消失為止(警訊消失的位置與電磁波發(fā)射設(shè)施設(shè)備的的距離可以視為安全距離)。
電磁波防護(hù)的三大原則:距離防護(hù)(與電磁波發(fā)射設(shè)施設(shè)備保持一個(gè)相對(duì)安全的距離)、時(shí)間防護(hù)(不在電磁波發(fā)射設(shè)施設(shè)備開啟時(shí)進(jìn)入安全的距離內(nèi))、屏蔽防護(hù)(依靠屏蔽設(shè)施電磁波的影響)。依靠三大原則可以有效的降低或避免生活中常見的電磁波的影響。
家中常用的電器也有不同的防范辦法。目前主流的電視、電腦顯示器已經(jīng)全部采用液晶顯示本身產(chǎn)生的除可見光之外的電磁波能級(jí)很低,在使用時(shí)與人體已經(jīng)保持有一定距離無需另行采取防護(hù)措施;而老式的顯像管電視和顯示器應(yīng)當(dāng)設(shè)置至少1至2米的安全距離。手機(jī)是目前我們生活中常用的設(shè)備,撥打和接聽手機(jī)時(shí),而應(yīng)該用手持或放置于距離人體五十公分處,盡量采用免提方式接聽。電磁爐和微波爐在開始使用時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離(至少大于1米)。電熱毯在完成加熱后應(yīng)當(dāng)關(guān)閉后方可上床睡覺,切忌不可長期在通電開啟的電熱毯上逗留。目前常用的WIFI設(shè)備開啟時(shí)距離人體1米以上即可。收音機(jī)由于工作原理,只接收有用的電磁波,并不向外發(fā)射有用的電磁波,而且自身原件和電路產(chǎn)生的電磁波能級(jí)很小,故無需特別設(shè)定安全距離。吹風(fēng)機(jī)等依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的小家電,因使用時(shí)間較短,也無需特別設(shè)定安全距離。對(duì)于在寒冷天氣下使用的電加熱的家電(如取暖器)應(yīng)當(dāng)設(shè)置0.5米以上的安全使用距離,避免燙傷和電磁輻射。
購買住宅則在遠(yuǎn)離室外高壓變電站進(jìn)出線側(cè)(電壓等級(jí)在35kV及以下的變電站除外;室內(nèi)型變電站和地下變電站除外),高壓架空線路(電壓等級(jí)在35kV及以下的的架空線路除外;地下電纜除外),天線極化方式為垂直極化且主要靠地波傳播的塔臺(tái)(例如中波臺(tái)),或與建筑物高差相對(duì)較小的廣播電視塔臺(tái)(與建筑物高差大的廣播電視塔臺(tái)下方為信號(hào)盲區(qū))。
降低電磁波的不良影響,就必須養(yǎng)成自我防范的習(xí)慣。一般電器行都有販?zhǔn)邸鸽姶挪y試筆」,可以輕易測出電磁波的強(qiáng)度,只要超過標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)發(fā)出警訊,使用者就應(yīng)遠(yuǎn)離被測物直至警訊消失為止。
要測知電氣產(chǎn)品是否有輻射或電磁波,也可以采取比較簡便的方式,就是利用家用、小型可接收AM(調(diào)幅)頻道的收音機(jī),打開后將頻道調(diào)在沒有廣播的地方,并且靠近所要測量的電視、冰箱、微波爐或電腦等家電用品,如果發(fā)現(xiàn)收音機(jī)所傳出的音量突然變大,說明該電器周圍有較強(qiáng)的電磁輻射。走出一段距離后,音量就會(huì)恢復(fù)原來較小的狀態(tài);如此即可測出「安全」距離來。
不同的電器也有不同的防范辦法,像電腦用過最好只關(guān)熒幕不關(guān)機(jī),電腦熒幕改換成液晶熒幕;接聽手機(jī)時(shí),手機(jī)最好不要放在腰間或褲子口袋中,而應(yīng)該用手持或放置于距離人體五十公分處;購買住宅則在遠(yuǎn)離變電設(shè)備及基地臺(tái)設(shè)置地點(diǎn)。
1993年瑞典北歐三國研究調(diào)查公布,受到2mG以上電磁輻射影響,罹患白血病的機(jī)會(huì)是正常人的2.1倍,罹患腦腫瘍的機(jī)會(huì)是正常人的1.5倍,以上資料摘自日本1996年3月出版SAPIO雜志。
使用電腦輻射消除器
電腦輻射消除器通過電源處以電子屏蔽波形整形、振蕩干涉、導(dǎo)出及吸收的方法;使電腦及附屬設(shè)備的交流電,達(dá)到接近理想的狀態(tài),它能夠動(dòng)態(tài)發(fā)現(xiàn)并跟蹤電腦主板、CPU、硬盤、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)以及與電腦相連接設(shè)備所產(chǎn)生的輻射,通過產(chǎn)品內(nèi)部的智能芯片模塊吸收、轉(zhuǎn)換、消除,有效的從根源上消除了影響我們健康的隱形殺手——電腦輻射!
專家建議
防止電磁波的10大對(duì)策 |
原因說明 |
1.盡量遠(yuǎn)離電化制品 |
距離愈遠(yuǎn),電磁波的強(qiáng)度愈小,對(duì)人體的危害就越小。 |
2.無法遠(yuǎn)離時(shí)要盡量縮短使用時(shí)間 |
再強(qiáng)的電磁波,時(shí)間愈短,影響愈小。 |
3.選用電磁輻射小的制品 |
電燈泡比日光燈小、節(jié)能燈較大LED燈較小,固定電話比無線電話小。 |
4.與其選用大型,盡量選用小型 |
同種的家電制品,大型的不但耗電量高,電磁波也強(qiáng)。 |
5.年輕人要特別注意 |
細(xì)胞分裂正值旺盛的年輕人容易受影響,孕婦特別要注意。 |
6.要明確測定出的安全距離 |
廠家的數(shù)據(jù)不會(huì)太準(zhǔn)確,要明確測出的才好。 |
7.注意后方及兩側(cè) |
液晶電視機(jī)與個(gè)人電腦的后方及兩側(cè)所釋出的電磁波較強(qiáng)。 |
8.插頭不用的時(shí)候要拔掉 |
插頭插著的時(shí)候,大多數(shù)的電磁波即會(huì)釋出。 |
9.睡覺時(shí)要特別注意 |
睡覺時(shí)間通常很長,不要長期在曝露在較高能級(jí)電磁波下。 |
10.改變非依賴電不可的心態(tài) |
電化制品環(huán)繞著的生活,曝露于電磁波的機(jī)會(huì)乃大增。 |
其實(shí)并不是任何電磁輻射對(duì)人體都有影響,只要強(qiáng)度不大,對(duì)人體就沒有多少危害。至于市場上賣的防電磁輻射的產(chǎn)品,大多沒有任何作用,大家不要上當(dāng)受騙。切記,屏蔽電磁波的方法可以采用接地的金屬網(wǎng)或金屬板,要么就用厚的混凝土或泥土來吸收。如果無法屏蔽強(qiáng)度較強(qiáng)的電磁波,讓你不受影響唯一方式就是遠(yuǎn)離輻射源,因?yàn)殡姶挪ǖ膹?qiáng)度和距離的平方成反比,即距離為原來兩倍,強(qiáng)度就降低為原來四分之一。
電磁波是電磁場的一種運(yùn)動(dòng)形態(tài)。電與磁可說是一體兩面,變化的電場會(huì)產(chǎn)生磁場(即電流會(huì)產(chǎn)生磁場),變化的磁場則會(huì)產(chǎn)生電場。變化的電場和變化的磁場構(gòu)成了一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場,這就是電磁場,而變化的電磁場在空間的傳播形成了電磁波,電磁的變動(dòng)就如同微風(fēng)輕拂水面產(chǎn)生水波一般,因此被稱為電磁波,也常稱為電波。
電磁波首先由詹姆斯·麥克斯韋于1865年預(yù)測出來,而后由德國物理學(xué)家海因里?!ず掌澯?887年至1888年間在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)存在。麥克斯韋推導(dǎo)出電磁波方程,一種波動(dòng)方程,這清楚地顯示出電場和磁場的波動(dòng)本質(zhì)。因?yàn)殡姶挪ǚ匠填A(yù)測的電磁波速度與光速的測量值相等,麥克斯韋推論光波也是電磁波。
電流頻率低時(shí),主要借由有形的導(dǎo)電體才能發(fā)射電磁波并傳遞。原因是在低頻的電振蕩中,磁電之間的相互變化比較緩慢,其能量幾乎全部返回原電路而沒有能量輻射出去;電流頻率高時(shí)即可以電磁波的形式在自由空間內(nèi)傳遞,也可以束縛在有形的導(dǎo)電體內(nèi)傳遞。在自由空間內(nèi)傳遞的原因是在高頻率的電振蕩中,磁電互變甚快,能量不可能全部返回原振蕩電路,于是電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播出去,不需要介質(zhì)也能向外傳遞能量,這就是一種輻射。舉例來說,太陽與地球之間的距離非常遙遠(yuǎn),但在戶外時(shí),我們?nèi)匀荒芨惺艿胶挽汴柟獾墓馀c熱,這就好比是“電磁輻射借由輻射現(xiàn)象傳遞能量”的原理一樣。
電磁波可以被金屬物質(zhì)阻擋并反射。金屬板可以阻擋并反射頻率低于X射線以下的電磁波,頻率大于等于X射線時(shí),電磁波能量較高,會(huì)直接穿透過去。金屬網(wǎng)也可以阻擋并反射電磁波,但只能針對(duì)波長較長的電磁波。對(duì)于波長較長的電磁波,當(dāng)金屬網(wǎng)孔徑小于波長的1/4時(shí)(d<λ/4),就可以起到阻擋電磁波的效果,比如金屬網(wǎng)可以屏蔽微波爐的輻射,電梯的金屬板可以屏蔽移動(dòng)信號(hào)等。對(duì)于波長較短但頻率不大于紫外線的電磁波(這里的波長較短指的是波長尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于物體孔隙尺度,一般在微米級(jí)別或微米級(jí)別以下),比如紅外線、可見光和紫外線,此時(shí)電磁波能通過網(wǎng)孔(網(wǎng)孔的尺度較波長大),但是仍然會(huì)被金屬板所阻擋并反射,這就解釋了為什么所有金屬物質(zhì)都能強(qiáng)烈地反射可見光,這也是金屬物質(zhì)帶有光澤的根本原因,比如光可以通過鐵絲網(wǎng),但不能通過鐵板,此外鐵板具有優(yōu)良的反光能力。對(duì)于波長更短的電磁波,則無法被金屬板所阻擋,如X射線和伽馬射線,這是由于其頻率(能量)過高,粒子性顯著,導(dǎo)致其穿透力極強(qiáng),所以可以無視金屬物質(zhì),直接穿透過去。
電磁波為橫波。電磁波的磁場、電場及其行進(jìn)方向三者互相垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變,其強(qiáng)度與距離的平方成反比,波本身帶動(dòng)能量,任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。其速度等于光速c(299792458m/s≈3×108m/s)。在空間傳播的電磁波,距離最近的電場(磁場)強(qiáng)度方向相同,其量值最大兩點(diǎn)之間的距離,就是電磁波的波長λ,電磁每秒鐘變動(dòng)的次數(shù)便是頻率f。三者之間的關(guān)系可通過公式c=λf。
電磁波的傳播不需要介質(zhì),同頻率的電磁波,在不同介質(zhì)中的速度不同。不同頻率的電磁波,在同一種介質(zhì)中傳播時(shí),頻率越大折射率越大,速度越小。且電磁波只有在同種均勻介質(zhì)中才能沿直線傳播,若同一種介質(zhì)是不均勻的,電磁波在其中的折射率是不一樣的,在這樣的介質(zhì)中是沿曲線傳播的。通過不同介質(zhì)時(shí),會(huì)發(fā)生折射、反射、衍射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌?,還有從空中傳播的空中波以及天波。波長越長其衰減也越少,電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。機(jī)械波、電磁波與引力波都能發(fā)生折射、反射、衍射、干涉,因?yàn)樗械牟ǘ季哂胁▌?dòng)性。衍射、折射、反射、干涉都屬于波動(dòng)性。
電磁波的電場(或磁場)隨時(shí)間變化,具有周期性。在一個(gè)振蕩周期中傳播的距離叫波長。振蕩周期的倒數(shù),即每秒鐘振動(dòng)(變化)的次數(shù)稱頻率。
波長與頻率的乘積就是每秒鐘傳播的距離,即波速。令波長為λ,頻率為f,速度為V,得:λ=V/f波長入的單位是米(m),速度的單位是米/秒(m/sec),頻率的單位為赫茲(Hertz,Hz)。整個(gè)電磁頻譜,包含從極低頻無線電波到極高頻伽馬宇宙射線的各種波、光、和射線的集合。不同頻率段落分別命名為極長波電磁波(3KHz以下的無線電波)、無線電波(3KHz—300GHz)、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線(伽馬射線)和宇宙射線(超高能伽馬射線)。
按照波長或頻率的順序把這些電磁波排列起來,就是電磁波譜。如果把每個(gè)波段的頻率由低至高依次排列的話,它們是工頻電磁波、無線電波(分為長波、中波、短波、微波)、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。以無線電的波長最長,宇宙射線(x射線、γ射線和波長更短的射線)的波長最短。
首先,無線電波用于通信等,微波用于微波爐,紅外線用于遙控,熱成像儀,紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈等,可見光是大部分生物用來觀察事物的基礎(chǔ),紫外線用于醫(yī)用消毒,驗(yàn)證假鈔,測量距離,工程上的探傷等,X射線用于CT照相,伽瑪射線用于治療,使原子發(fā)生躍遷從而產(chǎn)生新的射線等。
無線電波1毫米~3000米(微波1毫米~1米)
紅外線0.76微米~1毫米(其中:近紅外短波為0.76~1.1微米,近紅外長波為1.1~2.5微米,中紅外為2.5~6微米,遠(yuǎn)紅外為6~15微米,超遠(yuǎn)紅外為15微米~1毫米)
可見光0.38微米~0.76微米
紫外線10納米~0.38微米
X射線1皮米~10納米
γ射線0.1皮米~1皮米
高能射線小于1皮米
傳真(電視)用的波長是3~6米
雷達(dá)用的波長在3米到幾毫米。
電磁輻射分類的英文縮寫:
γ = 伽馬射線
X射線:
HX = 硬X射線
SX = 軟X射線
紫外線:
EUV = 極端紫外線
NUV = 近紫外線
紅外線:
NIR = 近紅外線
MIR =中紅外線
FIR = 遠(yuǎn)紅外線
微波:
EHF = 極高頻
SHF = 超高頻
UHF = 特高頻
無線電波:
VHF = 甚高頻
HF = 高頻
MF = 中頻
LF = 低頻
VLF = 甚低頻
ULF = 特低頻
ELF = 極低頻
電磁波名稱 |
頻率范圍 |
波長范圍 |
光子能量范圍 |
周期范圍 |
|||||
(可能存在的最低頻電磁波) |
3.4×10-19Hz |
8.8×1026m |
1.4×10-33eV |
2.9×1018s |
|||||
無線電波 |
<300MHz |
>1m |
<1.24μeV |
>3.33ns |
|||||
微波 |
300MHz~300GHz |
1mm~1m |
1.24μeV~1.24meV |
3.33ps~3.33ns |
|||||
紅外線 |
300GHz~400THz |
750nm~1mm |
1.24meV~1.65eV |
2.5fs~3.33ps |
|||||
可見光 |
紅光 |
400THz~750THz |
400THz~480THz |
400nm~750nm |
620nm~750nm |
1.65eV~3.1eV |
1.65eV~2eV |
1.33fs~2.5fs |
2.07fs~2.5fs |
橙光 |
480THz~505THz |
595nm~620nm |
2eV~2.09eV |
1.98fs~2.07fs |
|||||
黃光 |
505THz~520THz |
575nm~595nm |
2.09eV~2.16eV |
1.92fs~1.98fs |
|||||
綠光 |
520THz~600THz |
500nm~575nm |
2.16eV~2.48eV |
1.67fs~1.92fs |
|||||
藍(lán)光 |
600THz~700THz |
430nm~500nm |
2.48eV~2.89eV |
1.43fs~1.67fs |
|||||
紫光 |
700THz~750THz |
400nm~430nm |
2.89eV~3.1eV |
1.33fs~1.43fs |
|||||
紫外線 |
750THz~30PHz |
10nm~400nm |
3.1eV~124eV |
33.3as~1.33fs |
|||||
X射線 |
30PHz~30EHz |
10pm~10nm |
124~124keV |
33.3zs~33.3as |
|||||
伽馬射線 |
>30EHz |
<10pm |
>124keV |
<33.3zs |
|||||
(可能存在的最高頻電磁波) |
1.85×1043Hz |
1.62×10-35m |
7.67×1028eV |
5.39×10-44s |
在19世紀(jì)末,意大利人馬可尼和俄國人波波夫同在1895年進(jìn)行了無線電通信試驗(yàn)。在此后的100年間,從3KHz直到300GHz頻譜被認(rèn)識(shí)、開發(fā)和逐步利用。隨著技術(shù)的發(fā)展,3KHz以下的極長波電磁波已經(jīng)可以產(chǎn)生出來了,300GHz以上的光學(xué)波段(紅外線)也逐漸可以用電子振蕩技術(shù)產(chǎn)生了,而不僅僅只是停留在量子躍遷產(chǎn)生(如激光器)的層面上了,如今用電子技術(shù)產(chǎn)生的電磁波頻率可以超過1000GHz(1THz),最高甚至可以達(dá)到幾萬GHz(幾十THz)。
根據(jù)不同的傳播特性,不同的使用業(yè)務(wù),對(duì)整個(gè)無線電頻譜進(jìn)行劃分,共分13段:至低頻、極低頻(ELF)、超低頻(SLF)、特低頻(ULF)、甚低頻(VLF)、低頻(LF)、中頻(MF),高頻(HF)、甚高頻(VHF)、特高頻(UHF)、超高頻(SHF)、極高頻(EHF)和至高頻,加上吉米波和忽米波,對(duì)應(yīng)的波段從吉米波、至長波(百兆米波)、極長波(十兆米波)、超長波(兆米波)、特長波(十萬米波)、甚長波(萬米波)、長波(千米波)、中波(百米波)、短波(十米波)、甚短波(米波)、特短波(分米波)、超短波(厘米波)、極短波(毫米波)、至短波(絲米波)和忽米波(從分米波到毫米波的3種統(tǒng)稱為微波)。見下表。
段號(hào) |
頻段名稱 |
頻段范圍(含上限不含下限) |
波段名稱1 |
波段名稱2 |
波長范圍(含下限不含上限) |
備注 |
-1 |
0.03~0.3赫 |
吉米波 |
10~1Gm |
/ |
||
0 |
至低頻 |
0.3~3赫 |
至長波 |
百兆米波 |
1000~100Mm |
/ |
1 |
極低頻 |
3~30赫 |
極長波 |
十兆米波 |
100~10Mm |
/ |
2 |
超低頻 |
30~300赫 |
超長波 |
兆米波 |
10~1Mm |
/ |
3 |
特低頻 |
300~3000赫 |
特長波 |
十萬米波 |
1000~100km |
/ |
4 |
甚低頻 |
3~30千赫 |
甚長波 |
萬米波 |
100~10km |
/ |
5 |
低頻 |
30~300千赫 |
長波 |
千米波 |
10~1km |
/ |
6 |
中頻 |
300~3000千赫 |
中波 |
百米波 |
1000~100m |
/ |
7 |
高頻 |
3~30兆赫 |
短波 |
十米波 |
100~10m |
/ |
8 |
甚高頻 |
30~300兆赫 |
甚短波 |
米波 |
10~1m |
/ |
9 |
特高頻 |
300~3000兆赫 |
特短波 |
分米波 |
10~1dm |
微波 |
10 |
超高頻 |
3~30吉赫 |
超短波 |
厘米波 |
10~1cm |
|
11 |
極高頻 |
30~300吉赫 |
極短波 |
毫米波 |
10~1mm |
|
12 |
至高頻 |
300~3000吉赫 |
至短波 |
絲米波 |
1~0.1mm |
/ |
13 |
3000~30000吉赫 |
忽米波 |
0.1~0.01mm |
/ |
與聲波和水波相似,電磁波具有波的性質(zhì)??梢园l(fā)生折射等現(xiàn)象。它的速度,波長,頻率之間滿足關(guān)系式:
傳播速度=波長×頻率。
電磁波在空氣中的傳播速度為光速,波長λ=300/頻率F(GHz)mm。從同步衛(wèi)星到地球的傳播時(shí)間大約1/8秒。
波速不變,波長和頻率成反比
因?yàn)殡姶挪ň哂胁6笮?,波長與光子能量成反比關(guān)系,當(dāng)波長越短光子能量越大,則穿透力越強(qiáng)。如高能X射線幾乎能穿透所有非金屬物,甚至還可以穿透薄鋁;而伽馬射線則能穿透大多數(shù)金屬。某些重金屬能夠阻擋電磁波穿透,例如鉛。對(duì)于波長較長,能量較低的電磁波而言,穿透力一般指衍射能力,此時(shí)波長越長,穿透力越強(qiáng),如2.4G的Wi-Fi信號(hào)穿透力比5G的Wi-Fi信號(hào)強(qiáng)。
無線電波用于通信等
微波用于微波爐、衛(wèi)星通信等
紅外線用于遙控、熱成像儀、紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈等
可見光是所有生物用來觀察事物的基礎(chǔ)
紫外線用于醫(yī)用消毒,驗(yàn)證假鈔,測量距離,工程上的探傷等
X射線用于CT照相
伽瑪射線用于治療,使原子發(fā)生躍遷從而產(chǎn)生新的射線等.
無線電廣播與電視都是利用電磁波來進(jìn)行的。在無線電廣播中,人們先將聲信號(hào)(機(jī)械波信號(hào))轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),然后將這些信號(hào)由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播。而在另一地點(diǎn),人們利用接收機(jī)接收到這些電磁波后,又將其中的電信號(hào)還原成聲信號(hào),這就是無線廣播的大致過程而在電視中,除了要像無線廣播中那樣處理聲信號(hào)外,還要將圖象的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),然后也將這兩種信號(hào)一起由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播,而電視接收機(jī)接收到這些電磁波后又將其中的電信號(hào)還原成聲信號(hào)和光信號(hào),從而顯示出電視的畫面和喇叭里的聲音。
無線電廣播利用的電磁波的頻率很高,范圍也非常大,而電視所利用的電磁波的頻率則更高,范圍也更大。
TDP
“特定電磁波譜”(TDP)是由特定的加熱器對(duì)治療板產(chǎn)生的波長范圍在2-25μm,強(qiáng)度范圍(28-35mw/cm2)內(nèi)分布的特定電磁波,當(dāng)人體匹配接收后與體內(nèi)細(xì)胞所含相同物質(zhì)產(chǎn)生諧振,因而可增強(qiáng)微循環(huán)作用,促進(jìn)新陳代謝,產(chǎn)生對(duì)人體病變的修復(fù),使病患者能迅速康復(fù),非病患者能提高自身的抵抗能力。
實(shí)例
例如國仁TDP,在經(jīng)大量臨床試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,確認(rèn)特定電磁波譜的照射可應(yīng)用于治療頸椎病,腰椎間盤突出、腰痛,腰饑勞損,風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎,坐骨神經(jīng)痛,面神經(jīng)麻痹,術(shù)后傷口愈合,外傷感染,凍瘡,胃炎、橫隔膜痙攣、神經(jīng)性皮炎、濕疹,偏頭痛、頭痛、痛經(jīng),痔瘡等。被廣泛應(yīng)用到外科、內(nèi)科、婦科、兒科、神經(jīng)科及其它疾病。同時(shí)經(jīng)過國家計(jì)量科學(xué)院等權(quán)威機(jī)構(gòu)的精確測定,證實(shí)對(duì)人體無任何副作用。
此外,電磁波還應(yīng)用于手機(jī)通訊、衛(wèi)星信號(hào)、導(dǎo)航、遙控、定位、家電(微波爐、電磁爐)紅外波、工業(yè)、醫(yī)療器械等方面。
無線電廣播與電視都是利用電磁波來進(jìn)行的。在無線電廣播中,人們先將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),然后將這些信號(hào)由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播。而在另一地點(diǎn),人們利用接收機(jī)接收到這些電磁波后,又將其中的電信號(hào)還原成聲音信號(hào),這就是無線廣播的大致過程。而在電視中,除了要像無線廣播中那樣處理聲音信號(hào)外,還要將圖像的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),然后也將這兩種信號(hào)一起由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播,而電視接收機(jī)接收到這些電磁波后又將其中的電信號(hào)還原成聲音信號(hào)和光信號(hào),從而顯示出電視的畫面和喇叭里的聲音。
電磁波的電場(或磁場)隨時(shí)間變化,具有周期性。在一個(gè)振蕩周期中傳播的距離叫波長。振蕩周期的倒數(shù),即每秒鐘振動(dòng)(變化)的次數(shù)稱頻率。
很顯然,波長與頻率的乘積就是每秒鐘傳播的距離,即波速。令波長為λ,頻率為f,速度為V,得: λ=V/f波長入的單位是米(m),速度的單位是米/秒(m/sec),頻率的單位為赫茲(Hertz,Hz)。 整個(gè)電磁頻譜,包含從電波到宇宙射線的各種波、光、和射線的集合。不同頻率段落分別命名為無線電波(3KHz—3000GHz)、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線(伽馬射線)和宇宙射線。 在19世紀(jì)末,意大利人馬可尼和俄國人波波夫同在1895年進(jìn)行了無線電通信試驗(yàn)。在此后的100年間,從3KHz直到3000GHz頻譜被認(rèn)識(shí)、開發(fā)和 逐步利用。根據(jù)不同的持播特性,不同的使用業(yè)務(wù),對(duì)整個(gè)無線電頻譜進(jìn)行劃分,共分9段:甚低頻(VLF)、低頻(LF)、中頻(MF),高頻(HF)、甚高頻(VHF)\特高頻(uHF)\超高頻(sHF)\極高頻(EHF)和至高頻,對(duì)應(yīng)的波段從甚(超)長波、長波、中波、短波、米波、分米波、厘米波、 毫米波和絲米波(后4種統(tǒng)稱為微波)。見下表。無線電頻譜和波段劃分
段號(hào) 頻段名稱 頻段范圍(含上限不含下限) 波段名稱 波長范圍(含上限不含下限)
1 甚低頻(VLF) 3~30千赫(KHz) 甚長波 100~10km
2 低頻(LF) 30~300千赫(KHz) 長波 10~1km
3 中頻(MF) 300~3000千赫(KHz) 中波 1000~100m
4 高頻(HF) 3~30兆赫(MHz) 短波 100~10m
5 甚高頻(VHF) 30~300兆赫(MHz) 米波 10~1m
6 特高頻(UHF) 300~3000兆赫(MHz) 分米波 微波 100~10cm
7 超高頻(SHF) 3~30吉赫(GHz) 厘米波 10~1cm
8 極高頻(EHF) 30~300吉赫(GHz) 毫米波 10~1mm
9 至高頻 300~3000吉赫(GHz) 絲米波 1~0.1mm
電磁波污染,又稱電磁污染或稱射頻輻射污染。它是以電磁場的場力為特征,并和電磁波的性質(zhì)、功率、密度及頻率等因素密切相關(guān)。由于電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,無線電廣播、移動(dòng)電話、電視以及微波技術(shù)等事業(yè)的迅速發(fā)展和普及,射頻設(shè)備的功率成倍提高,地面上的電磁輻射大幅度增加。已達(dá)到可以直接威脅人體健康的程度。電磁污染是一種無形的污染,已成為人們非常關(guān)注的公害,給人類社會(huì)帶來的影響已引起世界各國重視,被列為環(huán)境保護(hù)項(xiàng)目之一。
天然的電磁波污染是某些自然現(xiàn)象引起的。最常見的是雷電,雷電除了可能對(duì)電氣設(shè)備、飛機(jī)、建筑物等直接造成危害外,還會(huì)在廣泛的區(qū)域產(chǎn)生從幾千Hz到幾百M(fèi)Hz的極寬頻率范圍內(nèi)的嚴(yán)重電磁干擾?;鹕絿姲l(fā)、地震和太陽黑子活動(dòng)引起的磁爆等都會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。天然的電磁波污染對(duì)短波通信的干擾極為嚴(yán)重。
人為的電磁波污染包括有:
1.脈沖放電。例如切斷大電流電路時(shí)產(chǎn)生的火花放電,其瞬變電流很大,會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁。它在本質(zhì)上與雷電相同,只是影響區(qū)域較小。
2.工頻交變電磁場。例如在大功率電機(jī)、變壓器以及輸電線等附近的電磁場,它并不以電磁波的形式向外輻射,但在近場區(qū)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重電磁干擾。
3.射頻電磁輻射。例如無線電廣播、電視、微波通信等各種射頻設(shè)備的輻射,頻率范圍寬,影響區(qū)域也較大,能危害近場區(qū)的工作人員。射頻電磁輻射已經(jīng)成為電磁波污染環(huán)境的主要因素。
1 廣播電視發(fā)射設(shè)備,主要系無線電廣播通訊,為各地廣播電視的發(fā)射臺(tái)和中轉(zhuǎn)臺(tái)等部門。
2 通信雷達(dá)及導(dǎo)航發(fā)射設(shè)備通信,包括短波發(fā)射臺(tái),微波通信站、地面衛(wèi)星通信站、移動(dòng)通信站。
3 工業(yè)、科研、醫(yī)療高頻設(shè)備。該類設(shè)備把電能轉(zhuǎn)換為熱能或其它能量加以利用,但伴有電磁輻射產(chǎn)生并泄漏出去,引起工作場所環(huán)境污染。
工業(yè)用電磁輻射設(shè)備:主要為高頻感應(yīng)加熱設(shè)備,例如高頻淬火、高頻焊接和高頻爐、高頻熔煉設(shè)備等,以及高頻介質(zhì)加熱設(shè)備,例如塑料熱合機(jī)、高頻干燥處理機(jī)、高頻介質(zhì)加熱聯(lián)動(dòng)機(jī)等。
醫(yī)療用電磁輻射設(shè)備:主要為短波、超短波理療設(shè)備,例如高頻理療機(jī)、超短波理療機(jī)、紫外線理療機(jī)等。
科學(xué)研究電磁輻射設(shè)備:主要為電子加速器及各種輻射裝置、電磁灶等。
4 交通系統(tǒng)電磁輻射干擾,包括:電氣化鐵路、輕軌及電氣化鐵道、有軌道電車、無軌道電車等。
5 電力系統(tǒng)電磁輻射,高壓輸電線包括架空輸電線和地下電纜,變電站包括發(fā)電廠和變壓器電站。
6 家用電器電磁輻射,有微波加熱與發(fā)射設(shè)備,包括計(jì)算機(jī)、顯示器、電視機(jī)、微波爐、無線電話等。
與人們?nèi)粘I蠲芮邢嚓P(guān)的家庭生活中的電磁波污染,是指各種電子生活產(chǎn)品,包括空調(diào)機(jī)、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、微波爐、卡拉OK機(jī)、VCD機(jī)、顯示器、電熱毯、移動(dòng)電話等,在正常工作時(shí)所產(chǎn)生的各種不同波長和頻率的電磁波對(duì)人的干擾、影響與危害。
由于電磁波無色、無味、無形、無蹤,加之污染既無任何感覺,又無處不在,故被科學(xué)家稱之為“電子垃圾”或“電子輻射污染”,它給人們帶來的危害實(shí)在不可小覷。主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面:
1.影響電子設(shè)備正常工作
現(xiàn)代科技愈來愈傾向于運(yùn)用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路,電路元件密度極高,加之所用電流為微電流,以致信號(hào)功率與噪聲功率相差無幾,寄生輻射可能造成電子系統(tǒng)或電子設(shè)備的誤動(dòng)作或障礙。另一方面,現(xiàn)代無線通訊業(yè)的迅猛發(fā)展,各種發(fā)射塔使得空中電波擁擠不堪,嚴(yán)重影響了各方面的正常業(yè)務(wù)。從1996年9月份開始,北京首都機(jī)場1.30兆赫以上的航空通訊頻率遭到無線尋呼臺(tái)干擾的事件頻頻發(fā)生。1996年2月20日上午8時(shí)15分,航空對(duì)空頻道受到嚴(yán)重干擾,10架飛機(jī)不得不在空中盤旋等待,致使出港的飛機(jī)不得不拉開5min~15min的飛行時(shí)間。同樣的事件在全國其它地方也頻頻發(fā)生。在人們習(xí)慣上認(rèn)為天高任鳥飛的地方,電磁波的干擾卻給人們帶來了極大的危害。
2.科學(xué)研究和事實(shí)表明,電磁波對(duì)人體也有極大危害。電磁輻射對(duì)人體的危害是由電磁波的能量造成的。據(jù)有關(guān)專家介紹,我國使用的移動(dòng)電話的發(fā)射頻率均在800~1000兆赫之間,其輻射劑量可達(dá)600微瓦,超出國家標(biāo)準(zhǔn)10多倍,而超量的電磁輻射會(huì)造成人體神經(jīng)衰弱、食欲下降、心悸胸悶、頭暈?zāi)垦5取半姶挪ㄟ^敏癥”,甚至引發(fā)腦部腫瘤。電磁波污染對(duì)人體危害的例子多有發(fā)現(xiàn),只不過其影響程度與所受到的輻射強(qiáng)度及積累的時(shí)間長短有關(guān),目前尚未較大范圍地反映出來,所以還沒有引起人們的普遍重視。有關(guān)研究表明,電磁波的致病效應(yīng)隨著磁場振動(dòng)頻率的增大而增大,頻率超過10萬赫茲以上,可對(duì)人體造成潛在威脅。在這種環(huán)境下工作生活過久,人體受到電磁波的干擾,使機(jī)體組織內(nèi)分子原有的電場發(fā)生變化,導(dǎo)致機(jī)體生態(tài)平衡紊亂。一些受到較強(qiáng)或較久電磁波輻射的人,已有了病態(tài)表現(xiàn),主要反映在神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)方面。如乏力、記憶衰退、失眠、容易激動(dòng)、月經(jīng)紊亂、胸悶、心悸、白細(xì)胞與血小板減少或偏低、免疫功能降低等。
3.可能引發(fā)炸藥或爆炸性混合物發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。一些高大金屬結(jié)構(gòu)在特定條件下由于高頻感應(yīng)會(huì)產(chǎn)生火花放電。這種放電不但給人以不同程度的電擊,還可能引爆危險(xiǎn)物品,造成災(zāi)難性后果。這對(duì)火炸藥生產(chǎn)企業(yè)來說是一個(gè)需要引起高度重視的問題。
4.電磁輻射會(huì)影響人體健康。電磁輻射是心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因之一。電磁輻射會(huì)對(duì)人體生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成直接傷害。電磁輻射是造成孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等病變的誘發(fā)因素之一。過量的電磁輻射直接影響兒童身體組織、骨骼發(fā)育,導(dǎo)致視力、肝臟造血功能下降,嚴(yán)重者可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落。電磁輻射可使男性性功能下降、女性內(nèi)分泌紊亂。
電磁波的干擾傳播途徑有兩種:
一種是傳導(dǎo)干擾,它是電流沿著電源線傳播而引起的干擾;
另一種是輻射干擾,是電磁波發(fā)射源向周圍空間發(fā)射導(dǎo)致。
為了防止和抑制電磁波干擾,主要采用合理設(shè)計(jì)電路、濾波、屏蔽等技術(shù)方法。合理設(shè)計(jì)電路就是在狹小的空間內(nèi),合理地排列元件和布置線路,可削弱寄生的電磁耦合,抑制電磁干擾。濾波器是電阻、電感與電容組成的線路,這種網(wǎng)絡(luò)能允許某些頻率的信號(hào)通過,而阻止其它頻率的信號(hào)通過,正確設(shè)計(jì)和安裝濾波器能將電磁干擾降到最低限度。屏蔽技術(shù)作為抑制電磁波輻射的基本手段已得到廣泛應(yīng)用。屏蔽的目的是將輻射能量限制在特定區(qū)域內(nèi),或者是防止輻射能量進(jìn)入另一特定區(qū)域。屏蔽材料是屏蔽效率高低的關(guān)鍵,新近開發(fā)的吸波材料已問世,它將為人類開辟潔凈的空間做貢獻(xiàn)。對(duì)電磁波輻射污染除采用上述技術(shù)方法進(jìn)行抑制外,還可采用其它方法降低其危害,如在飛機(jī)場周圍禁止設(shè)立大功率無線尋呼臺(tái),對(duì)經(jīng)常接觸射頻設(shè)備的工作人員采取良好的屏蔽防護(hù)措施等。
總之,隨著科學(xué)和生產(chǎn)的發(fā)展,電磁輻射污染的危害有惡化的趨勢,研究電磁波污染的危害與防護(hù)有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
還在20多年前,家用微波爐在美國普及后,一些裝有心臟起搏器的病人,常常會(huì)感到不適,有的起搏器甚至失靈驟停。后來,科學(xué)家的研究使其真相大白于天下,原因就是“電磁波污染”所致。
前幾年,俄羅斯著名國際象棋大師尼古拉·克德可夫與一臺(tái)電腦對(duì)弈,連勝3局后,不料突然被電腦釋放出的強(qiáng)大電流擊倒。經(jīng)調(diào)查證實(shí),這并不是電腦硬件漏電,也不是軟件設(shè)計(jì)了殺人程序,致死原因又是無形的電磁波。
有報(bào)道稱,每天在計(jì)算機(jī)前操作6個(gè)小時(shí)以上的工作人員,易患上一種名為“VOT”的病癥。該病癥是指長期觀看視頻終端而使身體某些部位發(fā)生病變的總稱。它的主要癥狀是:視力功能障礙;頸、肩、腕功能障礙;植物神經(jīng)功能紊亂等;此外還能引起月經(jīng)不調(diào)、流產(chǎn)等婦女病癥和其他皮膚病。究其原因,也是電磁波輻射造成的。
移動(dòng)電話和對(duì)講機(jī),也是一個(gè)高頻電磁波污染的發(fā)射源,每通話一次就發(fā)射了一次電磁波。科學(xué)家認(rèn)為,移動(dòng)電話的電磁波輻射強(qiáng)度一般超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的4~6倍,個(gè)別類型甚至超過近百倍。我國電磁輻射測試中心和廈門長青源放射防護(hù)研究所經(jīng)過兩年的跟蹤檢測證實(shí),目前我國使用的移動(dòng)電話會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生輻射危害。
減輕電磁波污染的危害,有許多易于操作的措施。
總的原則有二:
其一,由于工作需要不能遠(yuǎn)離電磁波發(fā)射源的,必須采取屏蔽防護(hù)的辦法;
其二,盡量增大人體與發(fā)射源的距離。
因?yàn)殡姶挪▽?duì)人體的影響,與發(fā)射功率大小及與發(fā)射源的距離緊密相關(guān),它的危害程度與發(fā)射功率成正比,而與距離的平方成反比。僅以移動(dòng)電話為例,雖然其發(fā)射功率只有幾瓦,但由于其發(fā)射天線距人的頭部很近,其實(shí)際受到的輻射強(qiáng)度,卻相當(dāng)于距離幾十米處的一座幾百千瓦的廣播電臺(tái)發(fā)射天線所受到的輻射強(qiáng)度。好在人們使用的時(shí)間很短,一時(shí)還不會(huì)表現(xiàn)出明顯的危害癥狀;但使用時(shí)間一長,輻射引起的癥狀將會(huì)逐漸暴露,輻射過度會(huì)使細(xì)胞的活動(dòng)和分裂出現(xiàn)異常,并有致癌的可能。
鑒于此,我們在日常生活中應(yīng)自覺采取措施,減少電磁波污染的危害。如在機(jī)房等電磁波強(qiáng)度較大的場所工作的人員,應(yīng)特別注意工作期間的休息,可適當(dāng)?shù)竭h(yuǎn)離電磁場的室外進(jìn)行活動(dòng);在使用移動(dòng)電話時(shí)要盡可能使天線遠(yuǎn)離人體,特別是頭部,并盡量減少每次通話的時(shí)間;家用電器不宜集中放置,觀看電視的距離應(yīng)保持在4~5米,并注意開窗通風(fēng);微波爐、電冰箱不宜靠近使用;青少年盡量少玩電子游戲機(jī);電熱毯預(yù)熱后,入睡應(yīng)切斷電源,兒童與孕婦不要使用電熱毯;平時(shí)應(yīng)多吃新鮮蔬菜與水果,以增強(qiáng)肌體抵御電磁波污染的能力。
一、保持距離。與電視機(jī)的距離應(yīng)為視屏尺寸乘以6,與微波爐的距離應(yīng)為2.5~3米,離高壓輸電線0.5萬伏/米以外一般視為安全區(qū)。
二、減少接觸。經(jīng)常使用電腦的人,每工作一小時(shí)應(yīng)休息一刻鐘,而且每周工作最多不超過32小時(shí)。
三、改善環(huán)境。注意空氣流通,溫度、濕度應(yīng)適中,家用電器最好不要擺放在臥室里。
四、個(gè)體防護(hù)。孕婦、兒童、體弱多病者、對(duì)電磁波輻射過敏者、長期處于電磁波污染超標(biāo)環(huán)境者,應(yīng)選擇使用適合自己的防護(hù)用品。
五、少用手機(jī)。要盡量減少使用手機(jī)、對(duì)講機(jī)和無繩電話,必須使用時(shí)應(yīng)長話短說;不要經(jīng)常把手機(jī)掛在身上。
六、少用電熱毯。電熱毯的電磁波污染較嚴(yán)重,長時(shí)間通電使用對(duì)人體有害,天氣寒冷必須使用時(shí),建議通電烘暖被窩后立即切斷電源,以減少電磁波污染。
七、采用屏蔽物減少電磁波污染。對(duì)產(chǎn)生電磁污染的設(shè)施,可采用屏蔽、反射或吸收電磁波的屏蔽物,如銅、鋁、鋼板、高分子膜等。
八、根據(jù)電磁波隨距離衰減的特性,為減少電磁波對(duì)居民的危害,應(yīng)使發(fā)射電磁功率較大、可能產(chǎn)生強(qiáng)電磁波的工作場所和設(shè)施,如電視臺(tái)、廣播電臺(tái)、雷達(dá)通信臺(tái)站、微波傳送站等,盡量設(shè)在遠(yuǎn)離居住區(qū)的遠(yuǎn)郊區(qū)縣或地勢高的地區(qū)。必須設(shè)置在城市內(nèi)、鄰近居住區(qū)域和居民經(jīng)?;顒?dòng)場所范圍內(nèi)的設(shè)施,如變電站等,應(yīng)與居住區(qū)間保持一定安全防護(hù)距離,保證其邊界符合環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí),對(duì)電磁波輻射源需選用能屏蔽、反射或吸收電磁波的銅、鋁、鋼等金屬絲或高分子膜等材料制成的物品進(jìn)行電磁屏蔽,將電磁輻射能量限制在規(guī)定的空間之內(nèi)。
九、高壓特別是超高壓輸電線路應(yīng)遠(yuǎn)離住宅、學(xué)校、運(yùn)動(dòng)場等人群密集區(qū)。使用電腦時(shí),應(yīng)選用低輻射顯示器,并保持人體與顯示屏正面不少于75cm的距離,側(cè)面和背面不少于90cm,最好加裝屏蔽裝置。
十 、應(yīng)嚴(yán)格控制移動(dòng)通信基站的密度,確保設(shè)置在市區(qū)內(nèi)的各種移動(dòng)通信發(fā)射基站天線高于周圍建筑,在幼兒園、學(xué)校校舍、醫(yī)院等建筑周圍一定范圍內(nèi)不得建立發(fā)射天線。
十一、 為減輕家庭居室內(nèi)電磁污染及其有害作用,應(yīng)經(jīng)常對(duì)居室通風(fēng)換氣,保持室內(nèi)空氣暢通??茖W(xué)使用家用電器:例如,觀看電視或家庭影院時(shí),應(yīng)保持較遠(yuǎn)距離,并避免各種電器同時(shí)開啟;使用電腦或電子游戲機(jī)持續(xù)時(shí)間不宜過長等。
十二 、使用手機(jī)電話時(shí),盡量減少通話時(shí)間;手機(jī)天線頂端要盡可能偏離頭部,盡量把天線拉長;在手機(jī)電話上加裝隔離層等。
十三、另外,可每天服用一定量的維生素C或者多吃些富含維生素C的新鮮蔬菜,如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等;多食用新鮮水果如柑橘、棗等。飲食中也注意多吃一些富含維生素A、C和蛋白質(zhì)的食物,如西紅柿、瘦肉、動(dòng)物肝臟、豆芽等;經(jīng)常喝綠茶。這些飲食措施,可在一定程度上起到積極預(yù)防和減輕電磁輻射對(duì)人體造成傷害的作用。
十四、電磁波輻射是近三四十年才被人們認(rèn)識(shí)的一種新的環(huán)境污染,現(xiàn)在人們對(duì)電磁輻射仍處于認(rèn)識(shí)和研究階段。由于它看不見、摸不著、不易察覺,所以容易引起人們的疑慮。另外,有些關(guān)于電磁輻射的報(bào)道不太客觀、缺乏科學(xué)性,導(dǎo)致了不必要的誤解和恐慌。一般地說,判定電磁輻射是否對(duì)居住環(huán)境造成污染,應(yīng)從電磁波輻射強(qiáng)度、主輻射方向、與輻射源的距離、持續(xù)時(shí)間等幾方面綜合考慮。所以,在加強(qiáng)電磁防護(hù)同時(shí),對(duì)電磁波污染問題也應(yīng)采取科學(xué)的態(tài)度,客觀分析、嚴(yán)肅對(duì)待,切不可人云亦云,不負(fù)責(zé)的盲目夸大,造成人們認(rèn)識(shí)的混亂。當(dāng)然,隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展,人們對(duì)電磁波污染及其危害的認(rèn)識(shí)會(huì)逐漸深人,許多謎底終將被揭開。
電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)定。為控制現(xiàn)代生活中電磁波對(duì)環(huán)境的污染,保護(hù)人們身體健康,1989年12月22日我國衛(wèi)生部頒布了《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB9175-88),規(guī)定居住區(qū)環(huán)境電磁波強(qiáng)度限制值:長、中、短波應(yīng)小于lOV/m,超短波應(yīng)小于5V/m,微波應(yīng)小于10μW/cm2。我國有關(guān)部門還制訂了《電視塔輻射衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)》,國家環(huán)保局也頒布了《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》。
針對(duì)移動(dòng)通信發(fā)展?fàn)顩r,北京市環(huán)保局于2000年2月17日頒布了全國首例對(duì)電磁污染進(jìn)行規(guī)范管理的《北京市移動(dòng)通訊建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理規(guī)定》(試行),以規(guī)范移動(dòng)通信臺(tái)(站)的建設(shè)和運(yùn)行,防止其對(duì)環(huán)境造成電磁污染。該規(guī)定中明確了能夠產(chǎn)生電磁輻射的移動(dòng)通信臺(tái)(站)在建設(shè)前均要履行環(huán)保審批手續(xù),并要辦理環(huán)保驗(yàn)收審批,經(jīng)環(huán)保部門的監(jiān)測,當(dāng)?shù)毓β拭芏确蠂摇峨姶泡椛浞雷o(hù)規(guī)定》中的頻率在20 MHz~3000 MHz范圍內(nèi)、照射導(dǎo)出限值的功率密度在40μW/cm2這一標(biāo)準(zhǔn),才可正式投人使用,大于這一標(biāo)準(zhǔn)的必須停用或整改;建設(shè)蜂窩移動(dòng)通訊基站前要預(yù)測用戶密度分布,采用最佳頻率復(fù)用方式,盡量減少基站個(gè)數(shù);在居民樓上建設(shè)移動(dòng)通信臺(tái)(站),事前建筑物產(chǎn)權(quán)單位或物業(yè)管理單位必須征得所住居民意見;無線尋呼通信、集群通信天線最低允許高度不得低于40m,而蜂窩移動(dòng)通信基站室外天線一般不得低于25m,發(fā)射天線主射方向50m范圍內(nèi)、非主射方向30m范圍內(nèi),一般不得建高于天線的醫(yī)院、幼兒園、學(xué)校、住宅等建筑;建設(shè)單位應(yīng)在上述各類天線安裝地點(diǎn)設(shè)置電磁輻射警示牌。2100433B
電磁波為橫波。電磁波的磁場、電場及其行進(jìn)方向三者互相垂直。振幅沿傳播方向的垂直方向作周期性交變,其強(qiáng)度與距離的平方成反比,波本身帶動(dòng)能量,任何位置之能量功率與振幅的平方成正比。
其速度等于光速c(每秒3×10^8米)。在空間傳播的電磁波,距離最近的電場(磁場)強(qiáng)度方向相同,其量值最大兩點(diǎn)之間的距離,就是電磁波的波長λ,電磁每秒鐘變動(dòng)的次數(shù)便是頻率f。三者之間的關(guān)系可通過公式c=λf。
通過不同介質(zhì)時(shí),會(huì)發(fā)生折射、反射、繞射、散射及吸收等等。電磁波的傳播有沿地面?zhèn)鞑サ牡孛娌?,還有從空中傳播的空中波以及天波。波長越長其衰減也越少,電磁波的波長越長也越容易繞過障礙物繼續(xù)傳播。電磁波的應(yīng)用。
電磁波為橫波,可用于探測、定位、通信等等。
無線電廣播與電視都是利用電磁波來進(jìn)行的。在無線電廣播中,人們先將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),然后將這些信號(hào)由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播。而在另一地點(diǎn),人們利用接收機(jī)接收到這些電磁波后,又將其中的電信號(hào)還原成聲音信號(hào),這就是無線廣播的大致過程而在電視中,除了要像無線廣播中那樣處理聲音信號(hào)外,還要將圖象的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),然后也將這兩種信號(hào)一起由高頻振蕩的電磁波帶著向周圍空間傳播,而電視接收機(jī)接收到這些電磁波后又將其中的電信號(hào)還原成聲音信號(hào)和光信號(hào),從而顯示出電視的畫面和喇叭里的聲音。
無線電廣播利用的電磁波的頻率很高,范圍也非常大,而電視所利用的電磁波的頻率則更高,范圍也更大。
此外,電磁波還應(yīng)用于手機(jī)通訊、衛(wèi)星信號(hào)、導(dǎo)航、遙控、定位、家電(微波爐、電磁爐)紅外波、工業(yè)、醫(yī)療器械等方面。
因?yàn)殡姶挪ň哂胁6笮裕ㄩL與光子能量成反比關(guān)系,當(dāng)波長越短光子能量越大,則穿透力越強(qiáng)。如高能X射線幾乎能穿透所有非金屬物,甚至還可以穿透薄鋁。而Y射線則能穿透大多數(shù)金屬,只有重金屬(如很厚的鉛板)才能將其擋住。
(1)電磁輻射是心血管疾病、糖尿病、癌突變的主要誘因之一
(2)電磁輻射會(huì)對(duì)人體生殖系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成直接傷害
(3)電磁輻射是造成孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等病變的誘發(fā)因素之一
(4)過量的電磁輻射直接影響兒童身體組織、骨骼發(fā)育,導(dǎo)致視力、肝臟造血功能下降,嚴(yán)重者可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫落
(5)電磁輻射可使男性性功能下降、女性內(nèi)分泌紊亂。
1.電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)定。為控制現(xiàn)代生活中電磁波對(duì)環(huán)境的污染,保護(hù)人們身體健康,1989年12月22日我國衛(wèi)生部頒布了《環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》( GB9175-88),規(guī)定居住區(qū)環(huán)境電磁波強(qiáng)度限制值:長、中、短波應(yīng)小于lOV/m,超短波應(yīng)小于5V/m,微波應(yīng)小于10μW/cm2。我國有關(guān)部門還制訂了《電視塔輻射衛(wèi)生防護(hù)距離標(biāo)準(zhǔn)》,國家環(huán)保局也頒布了《電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法》。
針對(duì)移動(dòng)通信發(fā)展?fàn)顩r,北京市環(huán)保局于2000年2月17日頒布了全國首例對(duì)電磁污染進(jìn)行規(guī)范管理的《北京市移動(dòng)通訊建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理規(guī)定》(試行),以規(guī)范移動(dòng)通信臺(tái)(站)的建設(shè)和運(yùn)行,防止其對(duì)環(huán)境造成電磁污染。該規(guī)定中明確了能夠產(chǎn)生電磁輻射的移動(dòng)通信臺(tái)(站)在建設(shè)前均要履行環(huán)保審批手續(xù),并要辦理環(huán)保驗(yàn)收審批,經(jīng)環(huán)保部門的監(jiān)測,當(dāng)?shù)毓β拭芏确蠂摇峨姶泡椛浞雷o(hù)規(guī)定》中的頻率在20 MHz~3000 MHz范圍內(nèi)、照射導(dǎo)出限值的功率密度在40μW/cm2這一標(biāo)準(zhǔn),才可正式投人使用,大于這一標(biāo)準(zhǔn)的必須停用或整改;建設(shè)蜂窩移動(dòng)通訊基站前要預(yù)測用戶密度分布,采用最佳頻率復(fù)用方式,盡量減少基站個(gè)數(shù);在居民樓上建設(shè)移動(dòng)通信臺(tái)(站),事前建筑物產(chǎn)權(quán)單位或物業(yè)管理單位必須征得所住居民意見;無線尋呼通信、集群通信天線最低允許高度不得低于40m,而蜂窩移動(dòng)通信基站室外天線一般不得低于25m,發(fā)射天線主射方向50m范圍內(nèi)、非主射方向30m范圍內(nèi),一般不得建高于天線的醫(yī)院、幼兒園、學(xué)校、住宅等建筑;建設(shè)單位應(yīng)在上述各類天線安裝地點(diǎn)設(shè)置電磁輻射警示牌。
2. 電磁波防護(hù)措施。根據(jù)電磁波隨距離衰減的特性,為減少電磁波對(duì)居民的危害,應(yīng)使發(fā)射電磁功率較大、可能產(chǎn)生強(qiáng)電磁波的工作場所和設(shè)施,如電視臺(tái)、廣播電臺(tái)、雷達(dá)通信臺(tái)站、微波傳送站等,盡量設(shè)在遠(yuǎn)離居住區(qū)的遠(yuǎn)郊區(qū)縣或地勢高的地區(qū)。必須設(shè)置在城市內(nèi)、鄰近居住區(qū)域和居民經(jīng)?;顒?dòng)場所范圍內(nèi)的設(shè)施,如變電站等,應(yīng)與居住區(qū)間保持一定安全防護(hù)距離,保證其邊界符合環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí),對(duì)電磁波輻射源需選用能屏蔽、反射或吸收電磁波的銅、鋁、鋼等金屬絲或高分子膜等材料制成的物品進(jìn)行電磁屏蔽,將電磁輻射能量限制在規(guī)定的空間之內(nèi)。
3.高壓特別是超高壓輸電線路應(yīng)遠(yuǎn)離住宅、學(xué)校、運(yùn)動(dòng)場等人群密集區(qū)。使用電腦時(shí),應(yīng)選用低輻射顯示器,并保持人體與顯示屏正面不少于75cm的距離,側(cè)面和背面不少于90cm,最好加裝屏蔽裝置。
4.應(yīng)嚴(yán)格控制移動(dòng)通信基站的密度,確保設(shè)置在市區(qū)內(nèi)的各種移動(dòng)通信發(fā)射基站天線高于周圍建筑,在幼兒園、學(xué)校校舍、醫(yī)院等建筑周圍一定范圍內(nèi)不得建立發(fā)射天線。
5.為減輕家庭居室內(nèi)電磁污染及其有害作用,應(yīng)經(jīng)常對(duì)居室通風(fēng)換氣,保持室內(nèi)空氣暢通??茖W(xué)使用家用電器:例如,觀看電視或家庭影院、收聽組合音響時(shí),應(yīng)保持較遠(yuǎn)距離,并避免各種電器同時(shí)開啟;使用電腦或電子游戲機(jī)持續(xù)時(shí)間不宜過長等。
6.使用手機(jī)電話時(shí),盡量減少通話時(shí)間;手機(jī)天線頂端要盡可能偏離頭部,盡量把天線拉長;在手機(jī)電話上加裝耳機(jī)等。
7.另外,可每天服用一定量的維生素C或者多吃些富含維生素C的新鮮蔬菜,如辣椒、柿子椒、香椿、菜花、菠菜等;多食用新鮮水果如柑橘、棗等。飲食中也注意多吃一些富含維生素A、C和蛋白質(zhì)的食物,如西紅柿、瘦肉、動(dòng)物肝臟、豆芽等;經(jīng)常喝綠茶。這些飲食措施,可在一定程度上起到積極預(yù)防和減輕電磁輻射對(duì)人體造成傷害的作用。
8.電磁波輻射是近三四十年才被人們認(rèn)識(shí)的一種新的環(huán)境污染,現(xiàn)在人們對(duì)電磁輻射仍處于認(rèn)識(shí)和研究階段。由于它看不見、摸不著、不易察覺,所以容易引起人們的疑慮。另外,有些關(guān)于電磁輻射的報(bào)道不太客觀、缺乏科學(xué)性,導(dǎo)致了不必要的誤解和恐慌。一般地說,判定電磁輻射是否對(duì)居住環(huán)境造成污染,應(yīng)從電磁波輻射強(qiáng)度、主輻射方向、與輻射源的距離、持續(xù)時(shí)間等幾方面綜合考慮。所以,在加強(qiáng)電磁防護(hù)同時(shí),對(duì)電磁波污染問題也應(yīng)采取科學(xué)的態(tài)度,客觀分析、嚴(yán)肅對(duì)待,切不可人云亦云,不負(fù)責(zé)的盲目夸大,造成人們認(rèn)識(shí)的混亂。當(dāng)然,隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展,人們對(duì)電磁波污染及其危害的認(rèn)識(shí)會(huì)逐漸深人,許多謎底終將被揭開。 ? ?
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ε-Fe2O3高頻毫米波吸收體日本東京大學(xué)大越慎一和生井飛鳥介紹了具有20kOe高矯頑力、可以吸收182GHz高頻毫米波的ε-Fe2O3吸波體。用金屬置換ε-Fe2O3可以制成很寬頻帶的電磁波吸收體。而單純由ε-Fe2O3構(gòu)成的磁性材料,具有強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性、良好絕緣性以及容易加工制造等優(yōu)點(diǎn),適于制造100GHz以上頻帶的高頻毫米波吸收體。
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課時(shí) 1信息與信息傳播 [ 課堂鞏固 ] 1.信息與生活密不可分,如天空烏去密布,標(biāo)志著大雨可能降臨;上課時(shí),同學(xué)們舉手,標(biāo) 志著 ________________________。 2.我們生活在一個(gè)充滿信息的世界里, 通俗地講,信息是各種事物 ________________________, 消息中包含的內(nèi)容越多,信息量 ________________。 3. 信息 和信 息傳 播活動(dòng)經(jīng) 歷了 五次 巨大 的變革: _________________、文 字的 誕生 、 __________________、 _______________、___________________。 4.請你列舉出三種早期的信息傳播工具: ________________、_________________、 _________________________。 5.第一個(gè)發(fā)明電報(bào)機(jī)的是美國的發(fā)明
電磁波是由光子組成的,宇宙深處的星體發(fā)射的電磁波含有大量光子,光子在傳遞過程中由于分散,距離星體越遠(yuǎn),單位時(shí)間內(nèi)單位面積上獲得的光子數(shù)越少,表現(xiàn)為電磁波的能量的衰減。而電磁波頻率的改變量很小。
自然界中各類輻射源的電磁波譜是相當(dāng)豐富、相當(dāng)寬闊的,與光電子成像技術(shù)直接有關(guān)的是其中的X線,紫外線,可見光線,紅外線和微波等電磁波譜,它們的特征參量是波長λ、頻率f和光子能量E。三者的關(guān)系是f=c/λ,E=hf=hc/λ和E=1.24/λ,式中,E和λ的單位分別是eV(電子伏)和μm,h為普朗克常數(shù)(6.6260755X10 J·S);c為光速,其真空中的近似值等于
對(duì)x線,紫外線,可見光和紅外線,常用μm、nm表示波長;對(duì)無線電頻譜,用Hz或m來分別表示其頻率和波長;對(duì)高能粒子輻射,常用eV表示能量。
由物理學(xué)可知,“輻射”的本質(zhì)是原子中電子的能級(jí)躍遷并交換能量的結(jié)果,低能級(jí)電子受到某種外界能量激發(fā),可躍遷至高能級(jí),當(dāng)這些處于不穩(wěn)定狀態(tài)的受激電子落入較低能級(jí)時(shí),就會(huì)以輻射的形式,向外傳播能量。上述E=1.24/λ,正好將輻射的波長λ與其能量E聯(lián)系起來。例如,E高-E低=1.24eV時(shí),輻射的波長λ=1μm。2100433B
依照波長的長短、頻率以及波源的不同,電磁波譜可大致分為:無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、x射線和伽馬射線。
一、身邊的電磁波
1-1 電磁波和電磁頻譜
1-2 電磁波和無線通信
1-3 電磁波在生活中的應(yīng)用
第一章課件
第一章測驗(yàn)
第一章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
二、電磁波在不同載體中的傳輸及應(yīng)用
2-1 電磁波傳輸介質(zhì)
2-2 電磁波傳輸介質(zhì)應(yīng)用及反射
2-3 電磁波傳播特性及導(dǎo)行系統(tǒng)a
2-4 導(dǎo)行系統(tǒng)b及微波諧振器
第二章課件
第二章測驗(yàn)
第二章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
三、電磁波功率的應(yīng)用與保健
3-1 微波加熱與電磁輻射a
3-2 電磁輻射b與保健
3-3 電磁兼容與國防軍事
第三章課件
第三章測驗(yàn)
第三章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
四、電磁“隱身”
4-1 隱身技術(shù)基本概念介紹
4-2 無線電波段隱身技術(shù)
4-3 紅外線、可見光、聲波段隱身技術(shù)
4-4 新型人工電磁材料
第四章課件
第四章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
第四章測驗(yàn)
五、電磁波波長與頻率、分布參數(shù)與微波器件
5-1 電磁波的波長與頻率
5-2 分布參數(shù)與常用微波器件a
5-3 常用微波器件b
第五章課件
第五章測驗(yàn)
第五章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
六、電磁波在導(dǎo)航定位及其相關(guān)體系中的應(yīng)用
6-1 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS
6-2 遙感遙測技術(shù)
6-3 物聯(lián)網(wǎng)
第六章課件
第六章測驗(yàn)
第六章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
七、預(yù)警系統(tǒng)與電波通信技術(shù)
7-1 預(yù)警系統(tǒng)介紹與分類
7-2 常見預(yù)警系統(tǒng)
7-3 常用傳感器件
7-4 救災(zāi)應(yīng)急體系與電波通信
第七章課件
第七章測驗(yàn)
第七章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
八、淺析電磁建模與數(shù)值分析技術(shù)
8-1 趨膚效應(yīng)與常見電磁場數(shù)值分析方法a
8-2 常見電磁場數(shù)值分析方法b
8-3 常見數(shù)值分析方法c與復(fù)雜結(jié)構(gòu)建模
第八章課件
第八章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
第八章測驗(yàn)(new)
九、電磁波與現(xiàn)代探測技術(shù)
9-1 電磁穿透與無損檢測
9-2 CT與核磁共振a
9-3 核磁共振b與探地雷達(dá)
第九章課件
第九章測驗(yàn)
第九章練習(xí)(互評(píng)作業(yè)))
十、電磁波信號(hào)的獲取與各類常用天線
第十章課件
第十章練習(xí)(互評(píng)作業(yè))
10-1 電磁波信號(hào)的獲取與天線介紹
10-2 各類常用天線a
10-3 各類常用天線b與分形幾何a
10-4 分形幾何b與分形天線
第十章 電磁波信號(hào)的獲取與各類常用天線 測驗(yàn)題
第十一章 5G通信
5G 通信相關(guān)測驗(yàn)
11-2 技術(shù)場景和性能挑戰(zhàn)
11-1 應(yīng)用前景和技術(shù)路線